DE102004031066A1 - Machine tool with at least two spindle units, comprising tool gripping devices radial arranged in particular angle - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Werkzeugmaschine mit mindestens zwei Arbeitsspindeln, welche je ein auswechselbares Bearbeitungswerkzeug tragen und antreiben sowie mindestens eine, um eine Rotationsachse rotierende Werkzeugmagazinscheibe, welche Werkzeugzangen zur Aufnahme von Bearbeitungswerkzeugen aufweist, wobei eine Relativbewegung zwischen Werkzeugmagazinscheibe und Arbeitsspindel für das Ein- beziehungsweise Auswechseln von Bearbeitungswerkzeugen an der Arbeitsspindel vorgesehen ist.The The invention relates to a machine tool having at least two work spindles, which each carry and drive a replaceable machining tool and at least one, about a rotational axis rotating tool magazine disc, which Having tool tongs for holding processing tools, wherein a relative movement between the tool magazine disc and work spindle for the Replacement or replacement of machining tools on the Work spindle is provided.
Sogenannte mehrspindlige Werkzeugmaschinen sind hinlänglich bekannt. Bei diesen werden in einer Werkzeugmaschine mindestens zwei Arbeitsspindeln vorgehalten. Die gattungsgemäßen Werkzeugmaschinen werden oftmals für die zerspanende Werkstückbearbeitung eingesetzt. Die Vorzüge solcher Werkzeugmaschinen sind, daß sie eine hohe Zerspanleistung besitzen.So-called Multi-spindle machine tools are well known. In these be in a machine tool at least two spindles maintained. The generic machine tools are often for the machining workpiece machining used. The advantages Such machine tools are that they have a high Zerspanleistung have.
Für das Ein- beziehungsweise Auswechseln von Bearbeitungswerkzeugen an den Arbeitsspindeln ist eine als "Pick-Up-Technik" beschriebene Verfahrensweise gebräuchlich. Für den Werkstückwechselprozeß ist es bekannt, das Werkzeugmagazin stillstehend auszugestalten und die Arbeitsspindel wird gegen das Werkzeugmagazin heranbewegt. Für das Einsetzen oder Herausnehmen des Werkzeuges wird dazu eine Relativbewegung zwischen der Werkzeugmagazinscheibe und der Arbeitsspindel benötigt, die zum Beispiel von der Bewegung der Arbeitsspindel abgeleitet ist.For the or replacement of machining tools on the work spindles is a procedure described as "pick-up technique" common. For the Workpiece change process is it known to design the tool magazine stationary and the Work spindle is moved up against the tool magazine. For insertion or removing the tool becomes a relative movement between the tool magazine disc and the work spindle needed to Example derived from the movement of the work spindle.
Für einen möglichst effizienten Einsatz der Werkzeugmaschine ist es bekannt, Werkzeugmagazine vorzuhalten, die zum einen Werkzeuge redundant aufnehmen, um zum Beispiel bei Werkzeugverschleiß eine Unterbrechung der Bearbeitung möglichst auszuschließen. Natürlich dient das Werkzeugmagazin aber auch dazu, eine Vielzahl unterschiedlicher Bearbeitungswerkzeuge für unterschiedliche Bearbeitungen an der Arbeitsspindel vorzuhalten.For one preferably efficient use of the machine tool is known tool magazines to hold on the one hand tools redundant to the Example of tool wear on Interruption of processing as possible excluded. Naturally But the tool magazine also serves a variety of different purposes Editing tools for to provide different machining on the work spindle.
Gattungsgemäße Werkzeugmaschinen müssen daher derart ausgebildet sein, daß eine möglichst hohe Anzahl von Bearbeitungswerkzeugen zur Verfügung steht.Generic machine tools must therefore be formed such that a preferably high number of machining tools is available.
Die Erfindung hat es sich zur Aufgabe gemacht, Werkzeugmaschinen, wie eingangs beschrieben, zur Verfügung zu stellen, die eine möglichst hohe Werkzeugdichte in ihren Werkzeugmagazinen aufweisen.The Invention has set itself the task of machine tools, such as described at the beginning, available to provide the highest possible Have tool density in their tool magazines.
Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Werkzeugmaschine wie be schrieben, wobei vorgesehen ist, daß die Zangenachse der Werkzeugzange auf der jeweiligen Werkzeugmagazinscheibe radial angeordnet ist beziehungsweise die Zangenachse mit der Verbindungslinie zwischen der Rotationsachse und der Werkzeugmagazinscheibe und der Werkzeugachse des in der Werkzeugzange ruhenden Bearbeitungswerkzeuges einen spitzen Winkel α einschließt.Is solved this task by a machine tool as be written, wherein it is provided that the Pliers axis of the tool pliers on the respective tool magazine disc is arranged radially or the tongs axis with the connecting line between the axis of rotation and the tool magazine disc and the Tool axis of resting in the tool tongs machining tool includes an acute angle α.
Die Werkzeugzange ist gebildet von einer Aufnahme, die mit dem Schaft des Bearbeitungswerkzeuges zusammenwirkt. Des weiteren sind entsprechend ausgestaltete Haltevorrichtungen vorgesehen, die sicherstellen, daß das Bearbeitungswerkzeug sicher in der Werkzeugzange gehalten ist und nicht unbeabsichtigt herausfällt. Die Werkzeugzange setzt dabei nicht zwingend zwei miteinander zusammenwirkende Zangenbacken voraus, der Begriff Werkzeugzange ist vielmehr als Oberbegriff zu verstehen, der jegliche Möglichkeit des Aufnehmens und Haltens von Bearbeitungswerkzeugen in den Werkzeugmagazinscheiben der gattungsgemäßen Werkzeugmaschinen beschreibt.The Tool pliers are formed by a receptacle that connects with the shaft the machining tool cooperates. Furthermore, they are accordingly designed holding devices that ensure that this Machining tool is held securely in the tool tongs and not accidentally falls out. The tool pliers do not necessarily have two interacting with each other Jaws ahead, the term tool tongs is rather than Generic term to understand any possibility of recording and Holding machining tools in the tool magazine discs the generic machine tools describes.
Die Werkzeugzange besitzt eine gewisse Längserstreckung. Diese Längserstreckung ist oftmals auch die Symmetrieachse der Werkzeugzange. Als Zangenachse wird insofern die Hauptrichtung dieser Längserstreckung angesehen, die in einer speziellen Variante der Erfindung mit der Symmetrieachse der Werkzeugzange zusammenfällt. Die Zangenachse wird aber auch dadurch definiert, daß die Werkzeugachse, also die Drehachse des Bearbeitungswerkzeuges und der Schwerpunkt der Werkzeugzange, Teil der Zangenachse sind.The Tool pliers have a certain length. This longitudinal extension is often also the symmetry axis of the tool tongs. As pliers axis In this respect, the main direction of this longitudinal extension is considered, the in a special variant of the invention with the axis of symmetry the tool tongs coincide. The caliper axis is also defined by the fact that the tool axis, So the axis of rotation of the machining tool and the center of gravity the tool pliers, part of the pliers axis are.
Die Werkzeugzange ist dabei derart schlank ausgebildet, daß sie sich nach innen, weg vom Bearbeitungswerkzeug entsprechend verjüngt, damit die Anordnung des Bearbeitungswerkzeuges auf dem Umfang der Werkzeugmagazinscheibe in möglichst hoher Dichte erfolgt, da durch die Bereitstellung einer hohen Anzahl von Werkzeugzangen natürlich auch eine hohe Zahl von Bearbeitungs werkzeugen auf der Werkzeugmagazinscheibe eingelagert werden können.The Tool pliers is designed so slim that they themselves inside, tapered off the machining tool accordingly, with it the arrangement of the machining tool on the circumference of the tool magazine disc in the highest possible Density occurs because by providing a high number of Tool tongs of course Also a high number of machining tools on the tool magazine disc can be stored.
Ähnlich günstig ist auch eine Anordnung, bei welcher die Zangenachse mit der Verbindungslinie zwischen der Rotationsachse der Werkzeugmagazinscheibe und der Werkzeugachse des in der Werkzeugzange ruhenden Bearbeitungswerkzeuges einen spitzen Winkel einschließt. Eine gewisse Verkippung in Richtung der jeweiligen Tangente (bezogen auf die Rotationsachse) verringert unmerklich das Speichervermögen an Werkzeugen der Werkzeugmagazinscheibe, bietet aber bei dem Be- und Entladen der Werkzeuge in die Spindel gewisse Vorteile. Insbesondere wenn die Spindeln eng zueinander positioniert sind, ist es mit einer solchen Anordnung auch möglich, gleichzeitig die Werkzeuge mehrerer Spindeln auszutauschen.Similarly, an arrangement in which the forceps axis with the connecting line between the axis of rotation of the tool magazine disc and the tool axis of the resting in the tool tongs machining tool includes an acute angle. A certain tilting in the direction of the respective tangent (relative to the axis of rotation) imperceptibly reduces the storage capacity of tools of the tool magazine disc, but offers certain advantages in loading and unloading the tools into the spindle. In particular, when the spindles are positioned close to each other, it is also possible with such an arrangement to simultaneously exchange the tools of several spindles.
Die Erfindung erlaubt dabei verschiedene konstruktive Vorschläge. Zunächst ist es möglich, daß die erfindungsgemäße Werkzeugmaschine für mindestens zwei Arbeitsspindeln zwei (oder noch mehr) Werkzeugmagazinscheiben vorsieht. Günstigerweise werden dabei die Arbeitsspindeln in eine entsprechende Anzahl von Arbeitsspindelgruppen aufgeteilt, wobei die Anzahl dieser Gruppen der Anzahl der Werkzeugmagazinscheiben entspricht.The Invention allows different design proposals. First is it is possible that the machine tool according to the invention for at least two work spindles two (or even more) tool magazine disks provides. conveniently, while the spindles are in a corresponding number of Work spindle groups divided, the number of these groups the number of tool magazine discs corresponds.
Dabei ist es im Sinne der Erfindung unbeachtlich, ob die Anzahl der Arbeitsspindeln pro Gruppe gleich oder unterschiedlich ist. Beide Varianten sind hierbei möglich.there it is irrelevant for the purposes of the invention, whether the number of work spindles per group is the same or different. Both variants are possible here.
Die andere konstruktive Variante, die gemäß der Erfindung möglich ist, ist eine Anordnung, bei welcher eine Scheibe für eine Mehrzahl von Spindeln beziehungsweise Spindelgruppen oder für alle Arbeitsspindeln einer Werkzeugmaschine vorgesehen ist. Die erfindungsgemäße Aufgabe wird daher sehr vielfältig gelöst. Die Erfindung erreicht dabei, daß eine große Anzahl von Bearbeitungswerkzeugen zur Verfügung gestellt werden, ohne dabei die Werkzeugmaschine in ihrer Stellfläche zu vergrößern.The other constructive variant, which is possible according to the invention, is an arrangement in which a disc for a plurality of spindles or Spindle groups or for all work spindles of a machine tool is provided. The inventive task is therefore very diverse solved. The invention achieves that a large number of processing tools to disposal be made without enlarging the machine tool in their footprint.
Dieser Effekt wird noch gesteigert, wenn in einer Variante der Erfindung vorgesehen wird, daß die Werkzeugmagazinscheiben über der Arbeitsspindel angeordnet sind. In der Regel ist der Raum über der Werkzeugmaschine ungenutzt, die Hallenfläche aber wirkt sich stark beschränkend für die Anzahl der Werkzeugmaschinen aus, insbesondere wenn diese zu verketten sind. Günstigerweise werden daher die Werkzeugmagazinscheiben oberhalb der Arbeitsspindeln angeordnet und bei Bedarf dann an die Arbeitsspindel verbracht.This Effect is further enhanced when in a variant of the invention it is provided that the Tool magazine discs over the work spindle are arranged. In general, the room is above the Machine tool unused, the hall area, however, severely limits the number of the machine tools, especially when these chain are. conveniently, Therefore, the tool magazine discs are above the work spindles arranged and then spent as needed on the work spindle.
Die erfindungsgemäße Aufgabe, wie oben geschildert, wird aber auch durch eine Werkzeugmaschine gelöst, welche mit nur einer Arbeitsspindel ausgestattet ist, welche ein auswechselbares Bearbeitungswerkzeug trägt und antreibt, sowie einen Werkzeugvorrat aufweist, welcher Werkzeugzangen zur Aufnahme von Bearbeitungswerkzeugen aufweist. Auch bei einer solchen alternativen Werkzeugmaschine ist eine Relativbewegung zwischen Werkzeugmagazin und Arbeitsspindel für das Ein- beziehungsweise Auswechseln von Bearbeitungswerkzeugen an der Arbeitsspindel vorgesehen. Um die erfindungsgemäße Aufgabe zu lösen, wird hierbei vorgeschlagen, daß der Werkzeugvorrat in mindestens zwei Teilmagazine aufgeteilt ist. Letztendlich kommt es darauf an, den zur Verfügung stehenden Umfang bei möglichst minimierter Fläche oder Ausdehnung des Werkzeugvorrates zu optimieren. Es ist daher günstiger, den Werkzeugvorrat in zwei Teilmagazine aufzuteilen, als die gesamte Fläche in einem Magazin zu realisieren. Es resultieren deutlich kleinere Teileinheiten, die leichter zu handhaben sind und auch günstiger herstellbar sind. Der Vorschlag optimiert die zur Verfügung stehende Zangenanzahl erheblich.The inventive task, as described above, but also by a machine tool solved, which is equipped with only one work spindle, which one replaceable machining tool carries and drives, as well as a tool stock which tool tongs for holding processing tools having. Even with such an alternative machine tool is a relative movement between the tool magazine and work spindle for the Replacement or replacement of machining tools on the Work spindle provided. In order to achieve the object of the invention is suggested here that the Tool stock is divided into at least two part magazines. At long last it depends on the available standing extent if possible minimized area or to optimize expansion of the tool stock. It is therefore cheaper divide the tool stock into two sub-magazines than the entire area to realize in a magazine. This results in much smaller ones Subunits that are easier to handle and also cheaper can be produced. The proposal optimizes the available Number of tongs considerably.
In einer Variante wird dabei vorgeschlagen, daß das Teilmagazin als um eine Rotationsachse rotierende Werkzeugmagazinscheibe ausgebildet ist. Gemäß dieser Variante wird hier vorgeschlagen, in gleicher Weise eine Werkzeugmagazinscheibe als Teilmagazin im Sinne dieses Teils der Erfindung einzusetzen.In a variant is proposed that the sub-magazine as a Rotary axis rotating tool magazine disc is formed. According to this Variant is proposed here, in the same way a tool magazine disc use as a sub-magazine in the sense of this part of the invention.
Die nur eine Arbeitsspindel kann dabei derart bewegbar ausgebildet sein, um die jeweilig entfernt voneinander aufgestellten Teilmagazine zu erreichen. Im Sinne der Erfindung ist es hierbei möglich, das Teilmagazin entweder als Werkzeugmagazinscheibe oder auch als Kettenmagazin und dergleichen auszubilden. Dabei wird zum Beispiel der sowieso zur Verfügung stehende große Hub bei entsprechenden Werkzeugmaschinen beim Werkzeugwechseln nochmals ausgenutzt, um die weit entfernten Teilmagazine zu erreichen.The only one work spindle can be designed to be movable in this case, around the respective remotely located partial magazines to reach. For the purposes of the invention, it is possible here, the Partial magazine either as a tool magazine disc or as a chain magazine and the like. For example, it will anyway to disposal standing big Hub for corresponding machine tools when changing tools again used to reach the distant partial magazines.
Alternativ ist es natürlich auch möglich, daß die Teilmagazine verfahrbar sind und an die Arbeitsspindel verbringbar sind, um den Werkzeugwechsel auszuführen.alternative it is natural also possible, that the Part magazines are movable and can be brought to the work spindle are to carry out the tool change.
Es ist günstig, daß die Teilmagazine oberhalb der Arbeitsspindel angeordnet sind. Sie können aber auch seitlich neben den Arbeitsspindeln oder unterhalb angeordnet sein. Die Erfindung ist diesbezüglich nicht begrenzt. Im Übrigen haben auf diesen Teil der Erfindung alle anderen Rückbezüge und auch alle anderen möglichen Merkmalskombinationen Gültigkeit; insbesondere ist es möglich, Werkzeugzangen radial oder unter einem gewissen Winkel auf den als Werkzeugmagazinscheibe ausgebildeten Teilmagazinen anzuordnen.It is cheap, that the Part magazines are arranged above the work spindle. But you can also arranged laterally next to the work spindles or below be. The invention is in this regard not limited. Furthermore have on this part of the invention all other backsheets and also all other possible ones Characteristic combinations validity; in particular it is possible Tool tongs radially or at a certain angle to the as To arrange tool magazine disc trained part magazines.
In einer bevorzugten Variante der Erfindung ist vorgesehen, daß die Werkzeugmaschine zwei Werkzeugmagazinscheiben aufweist, die zumindest in der Werkzeugwechselposition nahe zueinander stehen.In A preferred variant of the invention provides that the machine tool has two tool magazine discs, at least in the tool change position stand close to each other.
Als Werkzeugwechselposition wird dabei die Anordnung verstanden, bei welcher der Werkzeugwechsel stattfindet, also die Werkzeugmagazinscheibe an der jeweiligen Arbeitsspindel ist, um das Werkzeug auszutauschen.When Tool change position while the arrangement understood at which tool change takes place, ie the tool magazine disc at the respective work spindle is to replace the tool.
Daß die Werkzeugmagazinscheiben zumindest während des Werkzeugwechsels nahe zueinander orientiert sind, erlaubt es, mit zwei Werkzeugmagazinscheiben an zwei Arbeitsspindeln oder Gruppen von Arbeitsspindeln, die auch eng zueinander orientiert sind, gleichzeitig die Werkzeuge zu wechseln. Hierdurch wird die Effizienz gesteigert, da der Wechselprozeß gleichzeitig für alle Arbeitsspindeln durchgeführt wird.That the tool magazine discs are oriented close to each other at least during the tool change, it allows, with two Werkzeugma gum disks on two work spindles or groups of work spindles, which are also closely oriented to each other, at the same time to change the tools. As a result, the efficiency is increased, since the change process is performed simultaneously for all work spindles.
Diese erfindungsgemäße Variante erlaubt dabei auch mehrere Ausgestaltungen. Zunächst ist es möglich, daß die beiden Werkzeugmagazinscheiben im Wesentlichen parallel verfahren werden und somit eigentlich die ganze Zeit, wie auch während des Wechselprozesses, relativ nahe zueinander angeordnet sind. Durch eine solche Ausgestaltung ist es zum Beispiel möglich, einen gemeinsamen Antrieb für die Werkzeugmagazinscheiben vorzusehen. In einer anderen Variante ist es möglich, daß die Werkzeugmagazinscheiben in weit voneinander entfernten Wartepositionen, außerhalb des Bearbeitungsraumes vorgehalten werden und nur für den Werkzeugwechsel in die Werkzeugposition, wie beschrieben, gebracht werden. Diese Variante erlaubt es, den Werkzeugaustausch in der Warteposition ökonomisch günstig vorzunehmen, da zum Beispiel Werkzeugmagazinscheiben entsprechend nach außen verfahren werden, wo das Bedienpersonal diese gut erreicht.These variant according to the invention also allows several configurations. First, it is possible that the two Tool magazine discs are moved substantially parallel and thus actually all the time, as well as during the change process, are arranged relatively close to each other. By such a configuration is it possible, for example, a common drive for to provide the tool magazine discs. In another variant Is it possible, that the tool magazine discs in far-off waiting positions, outside the processing room and only for the tool change into the tool position as described. These Variant allows the tool exchange in the waiting position economically Cheap make, as for example tool magazine discs accordingly outward be moved where the operator reaches this well.
In einer bevorzugten Variante der Erfindung ist vorgesehen, daß die beiden Rotationsachsen der zwei Werkzeugmagazinscheiben parallel orientiert sind und/oder die zwei Werkzeugmagazinscheiben in einer Ebene liegen. Durch eine solche Ausgestaltung wird die Konstruktion erleichtert, da auch die Arbeitsspindeln im Raum gleich gelagert sind und oftmals gleichartig bewegt werden. Die Steuerung der gesamten erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine wird dadurch entsprechend erleichtert. Durch die Anordnung wird auch erreicht, daß die Werkzeugachsen parallel sind mit den Achsen und so das Einwechseln beziehungsweise Auswechseln der Werkzeuge in einfacher Weise möglich ist. In gleicher Weise ist es auch von Vorteil, wenn die zwei Werkzeugmagazinscheiben in einer Ebene liegen. Gerade wenn die Arbeitsspindeln gleichartig ausgebildet und eingebaut sind, wird dadurch ein einfacher geometrischer Bezug hergestellt und besonders das gemeinsame Wechseln, was zu einer entsprechenden Zeitersparnis führt, erleichtert.In a preferred variant of the invention it is provided that the two Rotation axes of the two tool magazine discs are oriented in parallel and / or the two tool magazine discs lie in one plane. Such a design facilitates construction, because the spindles in the room are stored the same and often similar to be moved. The control of the entire machine tool according to the invention is thereby facilitated accordingly. By the arrangement will also achieved that the Tool axes are parallel to the axes and so the replacement or replacing the tools in a simple manner is possible. In the same way, it is also advantageous if the two tool magazine discs lie in one plane. Especially when the spindles are the same are trained and installed, this is a simple geometric Made up and especially the common change, what to a corresponding time saving leads, facilitated.
Dabei grenzt die Erfindung nicht Lösungen aus, bei welchen die vorgenannten geometrischen Bezüge nicht bestehen. Natürlich gehören auch Anordnungen zur Erfindung, bei welchen die Rotationsachse nicht parallel zueinander sind oder aber die Werkzeugmagazinscheiben zueinander verkippt oder in parallelen Ebenen angeordnet sind.there the invention does not exclude solutions, in which the aforementioned geometric references do not exist. Of course, too Arrangements for the invention in which the axis of rotation is not parallel to each other or the tool magazine discs to each other tilted or arranged in parallel planes.
Es ist dabei von Vorteil, daß die Erfindung vorsieht, daß die erste Werkzeugmagazinscheibe der ersten Arbeitsspindel beziehungsweise einer ersten Gruppe von Arbeitsspindeln zugeordnet ist und auch die zweite Werkzeugmagazinscheibe der zweiten Arbeitsspindel beziehungsweise einer zweiten Gruppe von Arbeitsspindeln zugeordnet ist. Eine solche Anordnung läßt sich natürlich auch bei mehr als zwei Werkzeugmagazinscheiben problemlos realisieren. Diese Teilsysteme sind dann aufeinander abstimmbar und gegebenenfalls in sich wiederum redundant ausgebildet.It is advantageous in that the Invention provides that the first tool magazine disc of the first work spindle or a first group of work spindles is assigned and also the second tool magazine disc of the second work spindle or associated with a second group of work spindles. Such Arrangement can be Naturally even with more than two tool magazine discs without problems. These Subsystems are then reconcilable and if necessary in turn formed redundant.
Es ist von Vorteil, wenn für die Werkzeugmagazinscheiben eine Führung vorgesehen ist, entlang der die Werkzeugmagazinscheibe in einer Linearbewegung linear bewegbar und an die Arbeitsspindel in eine Werkzeugwechselposition bringbar ist. Für die Ausgestaltung der Führung sind verschiedene Varianten möglich. Eine solche Anordnung bietet insbesondere den Vorteil, daß die Werkzeugmagazinscheibe in eine Warteposition außerhalb des Bearbeitungsraumes verbringbar ist und dort, wo sie nicht stört, geparkt wird. Alternativ ist es natürlich möglich, nicht die Werkzeugmagazinscheibe zu bewegen, sondern die Arbeitsspindeln zu der Werkzeugmagazinscheibe zu bringen. Auch diese kinematische Umgebung gehört zur Erfindung. Dabei ist auch vorgesehen, daß die Linearbewegung auch für die Ausführung in einer Relativbewegung für das Ein- beziehungsweise Auswechseln der Bearbeitungswerkzeuge eingesetzt wird. Insbesondere das Aufteilen der verschiedenen Bewegungsachsen in verschiedene Elemente spart Aufwand, da eine orthogonale Bewegung von Elementen, zum Beispiel der Kreuztisch für Arbeitsspindeln, entsprechend aufwendig ist.It is an advantage if for the tool magazine discs a guide is provided along the the tool magazine disc in a linear movement linearly movable and can be brought to the work spindle in a tool change position is. For the design of the leadership Different variants are possible. Such an arrangement offers the particular advantage that the tool magazine disc in a waiting position outside the Processing room is moved and where it does not bother parked becomes. Alternatively it is natural possible, not to move the tool magazine disc, but the work spindles to bring to the tool magazine disc. Also this kinematic Environment belongs to the invention. It is also envisaged that the linear movement for the execution in a relative movement for the replacement or replacement of the processing tools used becomes. In particular, the splitting of the different axes of motion in different elements saves effort, as an orthogonal movement of elements, for example the cross table for work spindles, according to is expensive.
Konstruktiv ist dabei vorgesehen, daß ein Schlitten auf der Führung verfährt und die Werkzeugmagazinscheibe auf dem Schlitten sitzt. In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist es dabei möglich, daß mehrere Werkzeugmagazinscheiben in einer gemeinsamen Führung gleichartig bewegbar sind. Zum Beispiel ist ein Schlittenbalken vorgesehen, der auf der Führung verfahrbar ist und der Schlittenbalken zwei oder mehrere Werkzeugmagazinscheiben trägt. Eine solche Anordnung ist zum Beispiel dann einsetzbar, wenn beide Werkzeugmagazinscheiben gleichzeitig für den Ein-/Auswechselprozeß heranzuführen sind. Der Antriebsaufwand wird halbiert.constructive is provided that a carriage on the lead moves and the tool magazine disc is seated on the carriage. In a Another embodiment of the invention, it is possible that several Tool magazine discs are similar in a common leadership movable. For example, a carriage bar is provided, which can be moved on the guide and the carriage bar is two or more tool magazine discs wearing. Such an arrangement can be used, for example, if both Tool magazine discs are to be introduced simultaneously for the Ein- / Auswechselprozeß. The drive effort is halved.
Neben dieser abhängigen Bewegung der Werkzeugmagazinscheiben ist in einer Alternative erfindungsgemäß vorgesehen, daß mehrere Werkzeugmagazinscheiben unabhängig voneinander bewegbar sind. Hierzu sind dann entsprechende eigene Antriebe und auch Führungen beziehungsweise Führungselemente wie Schlitten vorgesehen. Es sei hierbei auch darauf hingewiesen, daß sowohl eine gleichartige wie auch unabhängige Bewegung der Arbeitsspindeln in gleicher Weise zur Erfindung gehören.In addition to this dependent movement of the tool magazine discs is provided according to the invention in an alternative that several tool magazine discs are movable independently. For this purpose, appropriate own drives and guides or guide elements such as slides are then provided. It should also be noted that both a similar and independent movement of the spindles ge in the same way to the invention Listen.
Des
weiteren ist neben einer parallelen Führung mehrerer Werkzeugmagazinscheiben
nach der Erfindung auch vorgesehen, daß jede von mehreren Werkzeugmagazinscheiben
je eine eigene Führung aufweist
und die jeweiligen Bewegungsrichtungen unter einem Winkel, insbesondere
einem stumpfen oder spitzen Winkel, miteinander einschließen, wie dies
zum Beispiel in
In einer bevorzugten Variante der Erfindung ist vorgesehen, daß die Werkzeugmagazinscheibe ringartig ausgebildet ist und einen Rotationsantrieb aufweist. Günstigerweise wird hierbei der Rotationsantrieb in die Öffnung des Ringes eingesetzt und so eine möglichst ausgewogener Antrieb realisiert. Alternativ dazu ist es möglich, die Werkzeugmagazinscheibe als tatsächlich tellerartige durchgehende Scheibe zu realisieren und den Antrieb auf die die Rotationsachse bildende Welle anzuordnen.In a preferred variant of the invention it is provided that the tool magazine disc ring-like is formed and has a rotary drive. conveniently, In this case, the rotary drive is inserted into the opening of the ring and as possible balanced drive realized. Alternatively, it is possible the Tool magazine disc as actual plate-like continuous disc to realize and the drive to arrange on the axis forming the rotation axis.
Nach der Erfindung ist es möglich, den Rotationsantrieb für jede Werkzeugmagazinscheibe einzeln auszugestalten, wodurch es möglich ist, mehrere Werkzeugmagazinscheiben jeweils unabhängig voneinander zu positionieren. Alternativ ist es auch möglich, diese Rotationsantriebe sinngemäß zu koppeln, um dadurch auch den Rotationsantrieb zu optimieren.To the invention it is possible the rotary drive for to design each tool magazine disc individually, which makes it possible to position several tool magazine discs independently of each other. Alternatively, it is also possible to couple these rotary drives mutatis mutandis to thereby optimize the rotation drive.
In einer Variante der Erfindung ist vorgesehen, dass die Werkzeugmagazinscheibe als Mehreck ausgebildet ist. Gemäß dieser Variante der Erfindung wird klar, dass mit der Formulierung einer Werkzeugmagazinscheibe nicht ausdrücklich eine kreisrunde Ausgestaltung vorgesehen ist, sondern diese Scheibe auch durchaus als Mehreck ausgebildet ist. Eine solche Ausgestaltung bietet Vorteile bei der Herstellung. Ein großer Vorteil gemäß der Erfindung ist, dass die Werkzeugzangen auf einem Kreis konzentrisch um die Rotationsachse angeordnet sind. Durch eine solche Anordnung wird eine hohe Werkzeugdichte auf der Werkzeugmagazinscheibe erreicht. Die einzelnen Werkzeugzangen sind platzsparend nebeneinander anzuordnen, und alle Werkzeugzangen befinden sich idealerweise bei der gleichen Positionierung der Werkzeugmagazinscheibe an der jeweils gleichen Stelle, wenn das Bearbeitungswerkzeug einzuwechseln ist.In A variant of the invention is provided that the tool magazine disc is designed as a polygon. According to this Variant of the invention it becomes clear that with the formulation of a Tool magazine disc not expressly a circular design is provided, but this disc also quite as polygonal is trained. Such a configuration offers advantages in the Production. A large Advantage according to the invention is that the tool tongs on a circle concentric around the Rotation axis are arranged. By such an arrangement is achieved a high density of tools on the tool magazine disc. The individual tool tongs are to be arranged side by side to save space, and all tool tongs are ideally at the same Positioning the tool magazine disc on the same one at a time Place when the machining tool is to be changed.
In
einer bevorzugten Variante der Erfindung ist vorgesehen, dass in
der Werkzeugwechselposition die Spindelachse der Arbeitsspindel
und die Rotationsachse eine zur Linearbewegung parallele Gerade
bilden. Bei diesem bevorzugten Fall der Erfindung dient die Linearbewegung
der Werkzeugmagazinscheibe als Bewegung, um das Bearbeitungswerkzeug
entweder aus der Werkzeugzange aufzunehmen oder in diese abzulegen.
Besonders geschickt ist eine solche Anordnung dann, wenn die Führung der
Werkzeugmagazinscheibe geneigt ist, wie zum Beispiel in
Alternativ
hierzu ist vorgesehen, dass in der Werkzeugwechselposition die Verbindungslinie
der Spindelachse der Arbeits spindel und der Rotationsachse mit der
Linearbewegung einen spitzen Winkel bildet. Bei diesem von dem vorher
beschriebenen Fall abweichenden Vorschlag ist es sogar auch möglich, das
Werkzeug direkt aus der Werkzeugzange zu entnehmen oder in diese
hinein abzulegen. Dies wird durch eine hierfür angepaßte Ausgestaltung der Werkzeugzange
begünstigt.
Eine solche Ausgestaltung ist zum Beispiel in
In einer weiteren erfindungsgemäßen Variante wird vorgeschlagen, dass die Relativbewegung aus einer Überlagerung von mindestens zwei Bewegungen, zum Beispiel der Werkzeugmagazinscheibe und/oder der Arbeitsspindel, resultiert. Nach der Erfindung ist es nicht nur vorgesehen, die Relativbewegung, die für das Ein- und Auswechseln des Bearbeitungswerkzeuges dient, nur aus einer Bewegung, zum Beispiel der Werkzeugmagazinscheibe oder der Arbeitsspindel, abzuleiten, sondern erfindungsgemäß wird die Überlagerung zweier Bewegungen und die hieraus resultierende Alternativbewegung genutzt. Durch eine geschickte Überlagerung dieser beiden Bewegungen wird dabei nämlich eine Resultierende erlangt, die in dem orthogonalen Feld der beiden einzelnen Bewegungen liegt. Durch die Wahl der jeweiligen Geschwindigkeiten der Einzelbewegungen ist die Orientierung der Resultierenden einstellbar. Dabei können sogar unterschiedliche Bewegungen ein und desselben Elementes, zum Beispiel der Werkzeugmagazinscheibe, im Sinne der Erfindung überlagert werden.In a further variant according to the invention, it is proposed that the relative movement results from a superposition of at least two movements, for example the tool magazine disc and / or the work spindle. According to the invention, it is not only intended to derive the relative movement, which serves for the replacement and replacement of the machining tool, only from a movement, for example, the tool magazine disc or the work spindle, but according to the invention, the superposition of two movements and the resulting alternative movement used. By a skilful superimposition of these two movements, a resultant is obtained which lies in the orthogonal field of the two individual movements. By choosing the respective speeds of the individual movements, the orientation of the resultant is a adjustable. In this case, even different movements of one and the same element, for example the tool magazine disc, can be superimposed in the sense of the invention.
In einer speziellen Ausgestaltung des vorgenannten Vorschlages wird in einer weiteren erfindungsgemäßen Variante vorgesehen, dass die Relativbewegung aus einer Überlagerung der Linearbewegung der Werkzeugmagazinscheibe und einer Spindellinearbewegung der Arbeitsspindel resultiert. Bei einer solchen Ausgestaltung wird natürlich eine entsprechende Beweglichkeit der Arbeitsspindel benötigt; diese Beweglichkeit sollte zum Beispiel parallel zu der Ebene sein, in welcher die Werkzeugmagazinscheibe liegt.In a special embodiment of the aforementioned proposal is in a further variant according to the invention provided that the relative movement of a superposition of linear motion the tool magazine disc and a spindle linear movement of the work spindle results. In such an embodiment, of course, a corresponding Mobility of the work spindle needed; this flexibility should be for example, parallel to the plane in which the tool magazine disc lies.
Falls es aber möglich ist, auf einen separaten Bewegungs- bzw. Positionierantrieb für die Spindel verzichten zu können, wie das zum Beispiel bei Anordnungen möglich ist, bei welchen das Werkstück bewegt wird, so schlägt eine weitere Variante der Erfindung vor, dass die Relativbewegung aus einer Überlagerung der Linearbewegung der Werkzeugmagazinscheibe und einer Rotation der Werkzeugmagazinscheibe um deren Rotationsachse resultiert. Die sowieso zur Verfügung stehenden und benötigten Antriebe werden so ein weiteres Mal überraschenderweise günstig eingesetzt. Sowohl die Linearbewegung, die für das Heranführen der Werkzeugmagazinscheibe sowieso benötigt wird, wie auch der Rotationsantrieb, der für das Auswählen und Positionieren der gewünschten Werkzeugzange mit dem gewünschten Bearbeitungswerkzeug vorgesehen ist, werden somit nochmals, einzig und allein mit entsprechend geringen Programmieraufwand miteinander verbunden, eingesetzt.If but it is possible is to dispense with a separate motion or positioning drive for the spindle to be able to as is possible, for example, in arrangements in which the Workpiece moves will, so beats a further variant of the invention in that the relative movement from an overlay the linear movement of the tool magazine disc and a rotation the tool magazine disc results around its axis of rotation. The anyway available standing and needed Drives are used surprisingly cheap once again. Both the linear motion, the for the approaching the tool magazine disc is needed anyway, as well as the rotary drive, the for selecting and positioning the desired one Tool pliers with the desired Machining tool is provided, thus again, only and alone with correspondingly little programming effort with each other connected, used.
Gemäß einer weiteren Variante der Erfindung ist vorgesehen, dass mehrere Arbeitsspindeln zu einer Gruppe von Arbeitsspindeln zusammengefaßt sind und gegebenenfalls auch in einem gemeinsamen Spindelstock gelagert sind. Insbesondere ist vorgesehen, dass die Arbeitsspindeln in zwei Spindelgruppen, eine erste und eine zweite Gruppe von Arbeitsspindeln aufgeteilt sind und diese Gruppen von Arbeitsspindeln entweder unabhängig voneinander, abhängig voneinander oder gleichartig zueinander bewegbar sind. Gemäß der Erfindung ist es hierbei möglich, einen zentralen Antrieb für beide bzw. alle Gruppen von Arbeitsspindeln einzusetzen. Hieraus resultiert dann eine jeweils abhängige Bewegung dieser beiden Gruppen. Sie kann dabei natürlich auch in jeweils unterschiedliche Richtung erfolgen, zum Beispiel mit Zuhilfenahme eines entsprechenden Getriebes.According to one Another variant of the invention provides that a plurality of work spindles a group of work spindles are combined and optionally are also stored in a common headstock. Especially it is provided that the work spindles in two spindle groups, split a first and a second group of work spindles are and these groups of work spindles either independently, dependent from each other or similar to each other are movable. According to the invention is it possible a central drive for to use both or all groups of work spindles. From this then results in each case dependent Movement of these two groups. You can of course, too in different directions, for example with With the help of an appropriate gearbox.
Die Bewegung kann dabei aber auch gleichartig sein, zum Beispiel dass die verschiedenen Arbeitsspindelgruppen auf einem gemeinsamen Spindelstock angeordnet sind und dieser Spindelstock gemeinsam zentral einmal angetrieben ist. Alternativ ist es natürlich auch möglich, dass die beiden Gruppen von Arbeitsspindeln jeweils eigene, autonome Antriebe aufweisen, durch die die Arbeitsspindeln jeweils unabhängig voneinander in beliebiger Weise ansteuerbar, bewegbar und positionierbar sind.The But movement can also be similar, for example that the different working spindle groups on a common headstock are arranged and this headstock together centrally once is driven. Alternatively, it is also possible that the two groups of work spindles each have their own, autonomous drives have, through which the work spindles each independently can be controlled, moved and positioned in any way.
Bei allen vorgenannten Varianten ist es natürlich klar, dass die Arbeitsspindeln bzw. der Spindelstock schlittenartig ausgebildet und auf einer Führung bewegbar sind. Natürlich erlaubt diese prinzipielle Bewegbarkeit auch eine Positionierung der Arbeitsspindeln zum Beispiel für die Bearbeitung oder während der Bearbeitung.at Of course, it is clear from all the above variants that the work spindles or the headstock slidably formed and movable on a guide are. Naturally This principle mobility also allows positioning the work spindles for example for processing or during the Processing.
Erfindungsgemäß wird auch vorgeschlagen, dass eine Werkzeugmagazinscheibe ein, zwei oder mehrere Arbeitsspindeln mit Bearbeitungswerkzeugen versorgt. Gemäß der Erfindung ist somit vorgesehen, dass eine Werkzeugmagazinscheibe auch eine Gruppe von Arbeitsspindeln versorgt. Auf Grund der erfindungsgemäßen Leistung, dass nämlich eine hohe Dichte von Bearbeitungswerkzeugen vorgehalten werden kann, ist es mit der Erfindung nunmehr möglich, eben auch eine größere Anzahl von Bearbeitungsspindeln mit nur einer Werkzeugmagazinscheibe, zum Beispiel eine Werkzeugmagazinscheibe für eine Gruppe von zwei oder drei oder noch mehr Arbeitsspindeln, vorzusehen. Diese Einheit ist dann zum Beispiel in einer erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine doppelt, symmetrisch vorgesehen. Die Flexibilität, aber auch die Effizienz einer solchen erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine, steigt erheblich, wobei es hierbei gelingt, die ansonsten widerstrebenden Eigenschaften Effizienz und Flexibilität in der Erfindung geschickt miteinander zu koppeln. Die Erfindung erreicht eine hohe Zerspanleistung mit einer großen Anzahl von unterschiedlich einsetzbaren Bearbeitungswerkzeugen.Also according to the invention suggested that a tool magazine disc one, two or more Spindles supplied with machining tools. According to the invention is thus intended that a tool magazine disc and a Group of work spindles supplies. Due to the performance of the invention, that is a high density of machining tools can be maintained it is now possible with the invention, just a larger number of machining spindles with only one tool magazine disc, for Example a tool magazine disc for a group of two or three or more work spindles to provide. This unit is then for example, in a machine tool according to the invention, provided symmetrically. The flexibility, but also the efficiency such a machine tool according to the invention, increases significantly, succeeding in doing so, the otherwise reluctant Properties efficiency and flexibility sent in the invention to couple with each other. The invention achieves a high cutting performance with a big one Number of different types of machining tools.
Es hat sich dabei als günstig herausgebildet, dass die Werkzeugzangen auf der Werkzeugmagazinscheibe auf zwei oder mehreren Kreisen angeordnet sind. Durch eine solch geschickte Anordnung dieser, in der Regel auch konzentrischer Kreise (konzentrisch um die Rotationsachse) wird die Packungsdichte der Werkzeuge bzw. der Werkzeugzangen noch weiter gesteigert.It has been doing well emerged that the tool tongs on the tool magazine disc are arranged on two or more circles. By such a Clever arrangement of these, usually concentric circles (concentric about the axis of rotation), the packing density of Tools or tool tongs even further increased.
Günstigerweise wird bei einer weiteren Variante der Erfindung vorgeschlagen, dass die Werkzeugzangen eines Kreises einer speziellen Arbeitsspindel zugeordnet sind. Natürlich ist es möglich, die Bearbeitungsspindeln in der jeweiligen Spindelgruppe bzw. im Spindelstock so anzuordnen, dass sie für den Wechselprozess jeweils auf der gleichen Kreislinie angeordnet sind. Da aber durch die mehrreihige Anordnung der Werkzeugzangen die Anzahl der zur Verfügung stehenden Bearbeitungswerkzeuge erhöht werden kann, ist es günstig, die Anordnung der Arbeitsspindeln entsprechend zu wählen, wodurch dann zum Beispiel eine horizontale Anordnung der Bearbeitungsspindeln nebeneinander möglich ist. Die Erfindung erlaubt aber jedwede Variante hierzu.Conveniently, it is proposed in a further variant of the invention that the tool tongs of a circle are assigned to a special work spindle. Of course, it is possible to arrange the machining spindles in the respective spindle group or in the headstock so that they are respectively arranged on the same circular line for the change process. But because of the multi-row arrangement of tool tongs, the number of available processing tools he can be increased, it is advantageous to choose the arrangement of the spindles accordingly, which then, for example, a horizontal arrangement of the machining spindles next to each other is possible. However, the invention allows any variant of this.
Dabei ist insbesondere auch vorgesehen, dass die Werkzeugmagazinscheibe im Bereich einer innenliegenden und/oder auch außenliegenden Werkzeugzange eine Öffnung aufweist, durch welche das Bearbeitungswerkzeug hindurchgeführt wird, wenn es in oder aus der Werkzeugmagazinscheibe ge- oder entladen wird. Diese Öffnung ist dabei größer gewählt als die Aufnahme der Zange, und das Bearbeitungswerkzeug ist dabei im Wesentlichen parallel zur Rotationsachse bzw. Spindelachse zu bewegen, was aber zum Beispiel durch den sowieso vorgesehenen Pinolenantrieb der Werkzeugspindel in Z-Richtung oder einer separaten Z-Achse für die Werkzeugmagazinscheibe in einfacher Weise im Rahmen der Maschinensteuerung realisierbar ist.there In particular, it is also provided that the tool magazine disc in the area of an internal and / or external tool pliers an opening through which the machining tool is passed when it is loaded or unloaded into or out of the tool magazine disc. This opening is chosen larger than the recording of the pliers, and the machining tool is in the To move substantially parallel to the axis of rotation or spindle axis, But what, for example, by the provided anyway Pinolenantrieb the tool spindle in the Z direction or a separate Z axis for the tool magazine disc in a simple manner within the machine control feasible is.
Natürlich ist die Anordnung der Werkzeugzangen am Umfang der Werkzeugmagazinscheibe so gewählt, dass eine freie Zugänglichkeit des Bearbeitungswerkzeuges in die Zange gewährleistet ist, gegebenenfalls sind entsprechende Ausnehmungen oder Ausbuchtungen oder auch Bohrungen an der Werkzeugmagazinscheibe vorgesehen.of course is the arrangement of the tool tongs on the circumference of the tool magazine disc so selected that a free accessibility the machining tool is guaranteed in the pliers, if necessary are corresponding recesses or bulges or holes provided on the tool magazine disc.
Ein wesentlich weiterer Vorteil der Erfindung liegt insbesondere darin, dass mit der Relativbewegung das gleichzeitige Wechseln der Bearbeitungswerkzeuge von zwei oder mehreren Arbeitsspindeln möglich ist. Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, dass zumindest eine Werkzeugmagazinscheibe gleichzeitig die Bearbeitungswerkzeuge an mehreren Arbeitsspindeln wechselt. Neben einer hohen Dichte von Bearbeitungswerkzeugen, einer hohen Variabilität auf Grund einer großen Anzahl von Bearbeitungswerkzeugen, wird für den Werkzeugwechsel durch das gleichzeitige Wechseln wenig Zeit verbraucht.One A further further advantage of the invention is in particular that that with the relative movement, the simultaneous change of the editing tools of two or more spindles is possible. It is according to the invention provided that at least one tool magazine disc at the same time the processing tools on several spindles changes. In addition to a high density of machining tools, a high variability due to a big one Number of machining tools, is used for the tool change by the simultaneous changes consumed little time.
Geschickterweise ist vorgesehen, dass die Relativbewegung im Raum zwischen den Zangenachsen der Werkzeugzangen orientiert ist, welche bezüglich der jeweiligen Arbeitsspindel in Werkzeugwechselposition sind. Das Herausnehmen oder Einlegen des Bearbeitungswerkzeuges in die Werkzeugzange erfolgt dabei, wie bereits erwähnt, entlang einer Linie, die mit der Linearbewegung einen spitzen Winkel bildet, jedoch sind die jeweiligen Abweichungen für die beteiligten, in der Regel benachbarten Werkzeugzangen gleich. Günstigerweise wird dabei die Winkelhalbierende des durch die jeweiligen Zangenachsen aufgespannten Winkels für Relativbewegung eingesetzt.cleverly It is envisaged that the relative movement in space between the tong axes the tool tongs is oriented, which with respect to the respective work spindle are in tool change position. The removal or insertion the machining tool in the tool tongs takes place, such as already mentioned, along a line that makes an acute angle with the linear motion However, the respective deviations are relevant for those involved, usually adjacent tool tongs equal. conveniently, is the bisector of the respective forceps axes spanned angle for Relative movement used.
In
einer weiteren erfindungsgemäßen Variante
ist vorgesehen, dass die Werkzeugmaschine nur eine Werkzeugmagazinscheibe
aufweist, die mindestens zwei Arbeitsspindeln mit Bearbeitungswerkzeugen
versorgt. Eine solche Ausgestaltung ist zum Beispiel in
In
einer weiteren Variante der Erfindung ist gefunden worden, dass
der Durchmesser des Kreises, auf welchem die Werkzeugzangen angeordnet sind,
groß ist
gegenüber
dem Abstand der Spindelachsen. Dieses Größenverhältnis ist bevorzugterweise
größer als
5. Das bedeutet, der Durchmesser ist 5-mal größer als der Spindelachsenabstand.
Erfindungsgemäß wird also
eine verhältnismäßig große Werkzeugmagazinscheibe
vorgeschlagen, die auf Grund des erheblichen Umfanges zusätzlich dazu dient,
eine große
Anzahl von Bearbeitungswerkzeugen aufzunehmen. Ein vorteilhaftes
Intervall dieses Größenverhältnisses
liegt zwischen 6 bis 12. Eine sehr gute Platzausnutzung wird erreicht,
wenn der Durchmesser ungefähr
9 bis 10-mal in den Spindelabstand gesetzt wird, weil dann die gesamte
Breite der Werkzeugmaschine optimal ausgenützt werden kann. Neben einer
großen
Anzahl von Bearbeitungswerkzeugen, die hier vorgesehen werden können, ist
auch die Verkippung der einzelnen Werkzeugzangen bezüglich der
Verbindungslinie von Rotationsachse und Werkzeugachse geringer.
An dieser Stelle wird beispielhaft auch auf
In
einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen,
dass die Verbindungslinie der Werkzeugachsen zweier Bearbeitungswerkzeuge,
die in den jeweiligen Werkzeugzangen angeordnet sind, und die geeignet
sind, dass diese gleichzeitig in die Arbeitsspindeln einwechselbar sind,
rechtwinklig zur Zangenachse der jeweiligen Werkzeugzange ist. Durch
die Linearbewegung der Werkzeugmagazinscheibe wird idealer weise
für eine Mehrzahl
von Werkzeugzangen der Entnahme- oder Einwechselprozess des Werkzeuges
hierdurch ermöglicht.
Es ergeben sich hieraus auch mehrere Möglichkeiten, die Bearbeitungswerkzeuge
anzuordnen. Zum Beispiel können
diese in einer Abfolge wie folgt angeordnet sein: ababcdcdefef,
wobei die gleichen Buchstaben jeweils Bearbeitungswerkzeuge unterschiedliche
Spindeln betreffen, die auf der Werkzeugmagazinscheibe angeordnet
sind und jeweils gleichzeitig ein- bzw. ausgewechselt werden. Die
vorgestellte Ausgestaltung erlaubt es dabei, die beiden Spindeln
verhältnismäßig nah
nebeneinander, in engem Abstand anzuordnen (siehe
Alternativ
ist eine Anordnung wie abcdefgh abcdefgh möglich, wobei der mittlere Abstand
zwischen den jeweils zusammengehörenden
Werkzeugpaaren deutlich größer ist.
Hieraus resultiert auch ein größerer Abstand
zwischen den beiden Spindelachsen. Hier sei ergänzend noch auf
Die Anordnung ist dabei gemäß der Erfindung so gewählt, dass der Abstand der Spindelachsen so gewählt ist, dass auf der Werkzeugmagazinscheibe zwischen den jeweils für einen Werkzeugwechselprozess zur Verfügung stehenden Werkzeugzangen eine oder mehrere andere Werkzeugzangen angeordnet sind. Hierdurch wird der auf der Werkzeugmagazinscheibe zur Verfügung stehende Platz, bezogen auf die vorhandenen Arbeitsspindeln, optimal eingesetzt.The Arrangement is in accordance with the invention chosen so that the distance of the spindle axes is selected so that on the tool magazine disc between each for a tool change process available tool tongs one or more other tool tongs are arranged. hereby is related to the space available on the tool magazine disc on the existing spindles, optimally used.
In
einer weiteren Variante der Erfindung ist vorgesehen, dass die Werkzeugmaschine
zwei Werkzeugmagazinscheiben aufweist und eine erste Werkzeugmagazinscheibe
für eine
erste Gruppe von mehreren Arbeitsspindeln vorgesehen und eine zweite
Werkzeugmaschinenscheibe für
eine zweite Gruppe von mehreren Arbeitsspindeln vorgesehen ist und
die Werkzeugzangen auf den Werkzeugmagazinscheiben auf unterschiedlichen
Kreisen angeordnet sind und die Zangenachse mit der Verbindungslinie
zwischen der Rotationsachse der Werkzeugmagazinscheibe und der Werkzeugachse
des in der Werkzeugzange ruhenden Bearbeitungswerkzeuges einen spitzen
Winkel einschließt.
Diese erfindungsgemäße Variante
ist zum Beispiel in
Aus der Figur ist gut zu entnehmen, dass der Abstand der beiden Spindelstöcke geringer ist, als der Abstand der jeweiligen Rotationsachsen der Werkzeugmagazinscheiben. Die etwas verkippte Anordnung der Zangenachsen erlaubt es, in einer Linearbewegung der beiden Werkzeugmagazinscheiben die Werkzeuge an insgesamt vier relativ eng zueinander orientierten Spindeln zu wechseln. Der Zeitvorteil bei dem Wechselprozeß ist erheblich.Out The figure is good to see that the distance between the two headstocks less is, as the distance of the respective axes of rotation of the tool magazine discs. The slightly tilted arrangement of the collet axes allows, in one Linear movement of the two tool magazine discs the tools to a total of four relatively closely aligned spindles switch. The time advantage in the change process is significant.
Es ist günstig, dass die Spindelachse parallel zur Rotationsachse orientiert ist. Hierdurch werden verhältnismäßig einfache geometrische Verhältnisse erhalten. Gleiches gilt auch für Anordnung gemäß einer weiteren Variante der Erfindung, wonach die Werkzeugachse des in der Werkzeugzange gehaltenen Bearbeitungswerkzeuges parallel zur Rotationsachse ist.It is cheap, that the spindle axis is oriented parallel to the axis of rotation. This will be relatively simple obtained geometric relationships. The same applies to Arrangement according to a Another variant of the invention, according to which the tool axis of the in the tool tongs held machining tool parallel to Rotation axis is.
In den noch zu diskutierenden Ausführungsbeispielen ist gezeigt, dass die Werkzeugmagazinscheiben an dem Maschinenständer angeordnet sind, die auch die Arbeitsspindeln tragen. Natürlich ist auch eine andere Ausgestaltung möglich, nämlich derart, dass diese von einem hierzu in Opposition befindlichen, also gegenüberliegenden Ständer gehalten sind. Auch kann in einer Variante vorgesehen sein, dass die Werkzeugmagazinscheiben unter die Arbeitsspindeln in eine Warteposition abtauchen. Es ist aber von Vorteil, wenn die Werkzeugmagazinscheiben, wie in einer weiteren erfindungsgemäßen Variante vorgesehen, über den Arbeitsspindeln angeordnet sind, da dadurch deren Zugänglichkeit verbessert ist.In the embodiments still to be discussed it is shown that the tool magazine discs are arranged on the machine stand, which also carry the work spindles. Of course, another is another Design possible, namely, that these are in opposition, ie opposite stand are held. It can also be provided in a variant that the tool magazine discs under the spindles in a waiting position dive. However, it is advantageous if the tool magazine discs, as provided in a further variant according to the invention, via the Spindles are arranged, as a result of their accessibility is improved.
In einem weiteren Aspekt der Erfindung ist gefunden worden, dass sich die Dichte von Bearbeitungswerkzeugen insbesondere durch eine vorteilhafte Ausgestaltung der Werkzeugzangen erhöhen läßt.In In another aspect of the invention, it has been found that the density of processing tools in particular by an advantageous Increasing the configuration of the tool tongs.
Bekannte Werkzeugzangen sind derart ausgebildet, dass diese zumindest eine halbkreisartig gebogene Anlagesichel aufweisen, die mit dem aufzunehmenden Bearbeitungswerkzeug in dessen rotationssymmetrischen Schaftbereich zusammenwirkt und die Werkzeugzange des weiteren eine Haltevorrichtung für das Festhalten des Bearbeitungswerkzeuges aufweist. Um die erfindungsgemäße Aufgabe zu lösen, nämlich eine möglichst hohe Werkzeugdichte in den Werkzeugmagazinen bzw. Magazinscheiben zu erreichen, wird vorgeschlagen, dass die Endbereiche der Anlagesichel bezüglich des Halbkreises des Schaftes zurückstehen. Diese einzig mögliche Be- und Entladerichtung entspricht dabei gleichzeitig der Orientierung der Zangenachse bei diesen bekannten Werkzeugzangen.Known Tool tongs are designed such that these at least one Semicircular curved attachment sickle, with the male Machining tool in the rotationally symmetrical shaft region cooperates and the tool pliers further a holding device for the Holding the machining tool. To the task according to the invention to solve, namely one possible high tool density in the tool magazines or magazine disks It is proposed that the end regions of the attachment sickle in terms of the back of the semicircle of the shaft. This only possible Loading and unloading corresponds to the same orientation the pliers axis in these known tool tongs.
Bekannte Anlagesicheln umschließen in einem Winkelbereich von 180° eine Aufnahmeöffnung, in welcher die Hälfte des Schaftbereiches des Bearbeitungswerkzeuges eintaucht. Hieraus resultiert eine einzige Richtung, in welche die Werkzeugzangen mit den Bearbeitungswerkzeugen be- bzw. entladen werden können, nämlich rechtwinkelig zu diesem Durchmesser. Um Bearbeitungswerkzeuge auch in komplizierten Arbeitsspindelanordnungen anbieten zu können, würde eine solche Ausgestaltung behindern bzw. ein Verdrehen der bekannten Werkzeugzangen um einen großen Winkel erforderlich machen.Known plant anchors enclose in an angular range of 180 ° a receiving opening in which half of the shank region of the machining tool is immersed. This results in a single direction in which the tool tongs can be loaded or unloaded with the machining tools, namely at right angles to this diameter. To machine tools even in complicated work spindle arrangements Being able to offer would hinder such a design or make it necessary to rotate the known tool tongs by a large angle.
Steht aber nun gemäß dieser erfindungsgemäßen Lösung der Endbereich der Anlagesichel zurück, so ergibt sich eine Vielzahl von unterschiedlichen Richtungen, wie die Werkzeugzange be- und entladen werden kann. Anstelle einer festen Richtung, die mit der Zangenachse zusammenfällt, eröffnet sich ein ganzes Winkelfeld, jeweils in Abhängigkeit der Ausgestaltung des Endbereiches der Anlagesichel, in welchem die Werkzeugzange zuverlässig be- und entladen werden kann.Stands but now according to this solution according to the invention End area of the attachment sickle back, This results in a variety of different directions, such as the tool tongs can be loaded and unloaded. Instead of a fixed one Direction, which coincides with the pliers axis, opens up a whole angular field, depending on each the configuration of the end portion of the Anlagelsichel, in which reliable tool tongs and can be unloaded.
Dabei bietet dieser Vorschlag nicht nur den Vorteil bei der Kompensation von unterschiedlichen Richtungen der Relativbewegungen. Gleichzeitig erlaubt diese Anordnung auch einen Fehlerausgleich, damit es auf die exakte Führung und Positionierung der Bearbeitungswerkzeuge hierbei nicht mehr ankommt. Die erfindungsgemäße Anordnung erlaubt daher, in diesem Bereich einen geringen Aufwand zu treiben, da die Anordnung Fertigungstoleranzen auszugleichen vermag, ohne dabei die Praktikabilität in Frage zu stellen.there This proposal not only offers the advantage of compensation from different directions of relative movements. simultaneously this arrangement also allows for error compensation to make it on the exact guidance and positioning the editing tools here no longer arrives. The inventive arrangement therefore allows a little effort in this area, because the arrangement can compensate for manufacturing tolerances, without while the practicability to question.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Haltevorrichtung als Haltesichel ausgebildet ist und die Haltesichel am Schaft anliegt. Die Haltevorrichtung wird in der Regel dann eingesetzt, wenn das Bearbeitungswerkzeug in der Werkzeugzange zu halten ist. Die Haltevorrichtung kann dabei als mechanisch wirkende Klappe ausgebildet sein, wobei diese dann die Ausgestaltung einer Haltesichel aufweist oder aber sie kann in einer anderen Variante der Erfindung zum Beispiel als magnetisch wirkende Anordnung oder mit Arretierbolzen und dergleichen ausgebildet sein.In A preferred embodiment of the invention is intended that the holding device is designed as a holding sickle and the Holding sickle rests on the shaft. The holding device is in the Usually used when the machining tool in the tool tongs to hold. The holding device can be used as a mechanically acting Flap be formed, this then the design of a Holding sickle or it may be in another variant the invention, for example, as a magnetically acting arrangement or be formed with locking bolts and the like.
Eine bevorzugte Variante der Erfindung sieht vor, dass an dem Endbereich der Haltesichel Haltenasen vorgesehen sind, die in einer am Bearbeitungswerkzeug vorgesehenen Ausnehmung haltend eingreifen. Eine solche Anordnung ist mechanisch gut beherrschbar und mit geringem Aufwand verbunden.A preferred variant of the invention provides that at the end the holding sickle retaining lugs are provided in a on the machining tool engage provided recess holding. Such an arrangement is mechanically well controlled and connected with little effort.
Um die große Variabilität in der Orientierung der Relativbewegung nicht zu beschränken, ist es günstig, dass die Endbereiche der Haltesichel bezüglich des Halbkreises des Schaftes zurückstehen. Dieser Vorschlag folgt im Prinzip der gleichen Idee wie die Anordnung der Anlagesichel. Dabei ist es günstig, dass die Ausnehmung am Bearbeitungswerkzeug eine entsprechende Ausdehnung aufweist, um trotzdem sicherzustellen, dass die Haltenase des Endbereiches auch beim zurückstehenden Endbereich der Haltesichel zuverlässig dort eingreift.Around the size variability is not limited in the orientation of the relative movement is it cheap, that the end portions of the retaining sickle with respect to the semicircle of the shaft stand back. This proposal basically follows the same idea as the arrangement the attachment sickle. It is favorable that the recess on the machining tool a corresponding extent to still ensure that the retaining lug of the end also when standing back End of the retaining sickle reliably intervenes there.
Es ist weiter von Vorteil, wenn die Haltesichel um eine Klappachse klappbar, insbesondere als federunterstützte klappbare Haltesichel ausgebildet ist. Eine solche Ausgestaltung ist mechanisch sehr zuverlässig und einfach herstellbar.It is further advantageous if the holding sickle around a folding axis Foldable, especially as a spring-assisted hinged holding sickle is trained. Such a design is mechanically very reliable and easy to produce.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass an der Anlagesichel ein insbesondere abgeflachter Orientierungsstift vorgesehen ist, der mit einer Orientierungskerbe des Bearbeitungswerkzeuges zusammenwirkt. Die Anordnung eines Orientierungsstiftes in einer Orientierungskerbe dient als Verdrehschutz, um sicherzustellen, dass das Bearbeitungswerkzeug richtig orientiert, insbesondere bezüglich einer Punkt- oder Spiegelsymmetrie, von der Werkzeugzange gehalten ist.In A further embodiment of the invention provides that at the Anlagesichel a particular flattened orientation pin is provided with an orientation notch of the machining tool interacts. The arrangement of an orientation pin in one Orientation notch serves as anti-twist protection to ensure that the machining tool is oriented correctly, in particular with respect to a Point or mirror symmetry, held by the tool pliers.
Die Abflachung des Orientierungsstiftes trägt dem großen Feld der möglichen Richtungen der Relativbewegung Rechnung und behindert diese nicht.The Flattening the orientation pin contributes to the large field of possible Directions of relative movement bill and does not hinder them.
Es ist von Vorteil, wenn die Anlagesichel bzw. die Haltesichel einen Winkelbereich von 40° bis 170°, bevorzugt 120° bis 160°, insbesondere von 135° bis 145°, überdeckt. Je nachdem, wie dieser Winkelbereich, an welchem das Bearbeitungswerkzeug an der Anlagesichel anliegt, ausgestaltet ist, bestimmt sich letztendlich der Winkelbereich, unter welchem das Bearbeitungswerkzeug in die Werkzeugzange be- oder entladen werden kann. Günstigerweise wird dabei eine symmetrische Ausgestaltung angestrebt, wodurch sich das Zurückstehen der jeweiligen Endbereiche gleich verteilt und pro Seite zwischen 5° und 70° betragen kann. Gute Ergebnisse wurden bei einem Winkel von ca. 10° bis 30°, insbesondere bei ca. 20°, erreicht, da hier auf der einen Seite eine gute Befestigungsmöglichkeit realisierbar ist und auf der anderen Seite eine hohe Variabilität für die Richtung zum Be- und Entladen der Werkzeugzange zur Verfügung steht. Wie ausgeführt, besitzt auch die Haltesichel in einer Variante eine sinngemäße Ausgestaltung, wobei diese nicht zwingend der Ausgestaltung der Anlagesichel folgen muß, sondern alternativ anzusehen ist. Insbesondere ist es möglich, eine klappbare Haltesichel so auszugestalten, dass diese von der Ausgestaltung der Anlagesichel abweicht, dieses aber nicht stört, da die Haltesichel beim Be- und Entladeprozeß weggeklappt ist.It is advantageous if the attachment sickle or the holding sickle one Angular range of 40 ° to 170 °, preferably 120 ° to 160 °, in particular from 135 ° to 145 °, covered. Depending on how this angle range at which the machining tool is applied to the attachment sickle, is designed, ultimately determined the angle range under which the machining tool is placed in the Tool tongs can be loaded or unloaded. Conveniently, it is a sought symmetrical design, which is the backward the respective end regions equally distributed and per page between 5 ° and 70 ° can. Good results were obtained at an angle of about 10 ° to 30 °, in particular at about 20 °, achieved, as here on the one hand a good mounting option feasible and on the other hand a high variability for the direction is available for loading and unloading the tool tongs. As stated, owns too the holding sickle in a variant a meaningful design, this being does not necessarily have to follow the design of the Anlagesichel, but alternatively is to be considered. In particular, it is possible a hinged holding sickle to be designed in such a way that it deviates from the design of the installation sickle, but this does not bother because the holding sickle is folded away during the loading and unloading process.
Für die Ausgestaltung der Endbereiche der Haltesichel sind verschiedene Varianten vorgesehen. Die Endbereiche können zum Beispiel abrupt enden oder aber, wie in einer weiteren erfindungsgemäßen Variante ausgeführt, tangential zur Werkzeugachse eines in der Werkzeugzange gehaltenen Bearbeitungswerkzeuges auslaufen. Bei einer solchen Ausgestaltung würde diese Tangente auf einem gewissen Bereich führend das Ein- oder Ausführen des Bearbeitungswerkzeuges in die Werkzeugzange unterstützen.For the design the end portions of the retaining sickle are provided different variants. The End areas can for example, abruptly or as in another variant of the invention executed tangent to the tool axis held in the tool tongs Phasing out machining tool. In such an embodiment would this Tangent to a certain area leading the introduction or execution of the Support the machining tool in the tool tongs.
In diesem Zusammenhang gehört es auch zur Erfindung, dass natürlich diese Tangente bis über den Halbkreis hinaus ausführbar ist. Da aber dieser tangential abstehende Bereich nicht mehr mit dem Schaft des Bearbeitungswerkzeuges zusammenführt, wenn dieses von der Zange gehalten ist, ist diese Lösung gleichwirkend mit der Anordnung beschrieben, wo der Anlagebereich der Anlagesichel zurücksteht und daher keine Anlagemöglichkeit mehr bietet.In belongs to this context It is also the invention that, of course this tangent up over the Semicircle also executable is. But since this tangentially protruding area is no longer with the shank of the machining tool merges, if this of the pliers is held, this solution is equally described with the arrangement where the investment area the attachment sickle is behind and therefore no investment opportunity offers more.
Die Erfindung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt.The Invention is shown schematically in the drawing.
Es zeigenIt demonstrate
In
Mit
In
dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel ist
eine Werkzeugmagazinscheibe
Von
Vorteil ist es, daß die
Werkzeugmagazinscheibe
Auf
der Werkzeugmagazinscheibe sitzen eine Vielzahl von hier als Paare
gruppierten Werkzeugzangen
Es
ist jeweils gut die große
Anzahl von Werkzeugzangen zu sehen, die für das Einwechseln zur Verfügung stehen.
Die Anordnung ist dabei so getroffen, daß die Verbindungslinie
In
einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Winkel α zwischen der
Zangenachse und der Verbindungslinie Rotationsachse
In
Im
Gegensatz zu der Ausgestaltung in
Wiederum
sind die beiden Spindeln
Da der Aufbau der verschiedenen Werkzeugmaschinen gemäß den in den verschiedenen Figuren dargestellten Varianten im Wesentlichen immer gleich ist, wird nachfolgend auf eine Wiederholung der jeweils gleichen Bauteile verzichtet. Vielmehr werden die wesentlichen Unterschiede herausgearbeitet.There the construction of various machine tools according to the in The variants shown in the various figures essentially always the same is followed by a repetition of each same components omitted. Rather, the main differences worked out.
In
Die
vier Spindeln beziehungsweise die zwei Spindelgruppen mit je zwei
Arbeitsspindeln befinden sich auf einem gemeinsamen Schlitten
Bei
dieser Ausgestaltung ist vorgesehen, daß zwei Werkzeugmagazinscheiben
Die
beiden Werkzeugmagazinscheiben
Um
dies zu erreichen, sind die jeweils zusammenwirkenden Werkzeugzangenpaare
Da
zwei Arbeitsspindeln
War
in den
In
dem in
Entgegen
zum Beispiel der Ausgestaltung nach
Dies
kommt dadurch zustande, daß die
Arbeitsspindeln
In
einer erfindungsgemäßen Variante
wird aber nun vorgeschlagen, daß die
Relativbewegung aus einer Überlagerung
von mindestens zwei Bewegungen, zum Beispiel der Werkzeugmagazinscheibe
Ähnlich wie
in
In
einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen,
daß die
Arbeitsspindeln
Um
die Werkzeugmagazintüren
Die
in
Mittig
zwischen den beiden Werkzeugmagazinscheiben ist ein zentraler Linearantrieb
vorgesehen, der die Linearbewegung in Y-Richtung (hier vertikal)
ermöglicht.
Für jede
Spindelgruppe ist wiederum ein eigener Schlitten
Es
ergibt sich nun, daß die
Zangenachse
Um aus den rechtwinklig zueinander orientierten Linearbewegungen Y und der Spindelbewegungen X wieder die Relativbewegung R zu erreichen, die hierzu schräg verläuft, werden diese beiden Bewegungskomponenten in geschickter Weise überlagert. Der trotzdem verbleibende Fehlwinkel ist durch die Winkelhalbierende als Richtung der Relativbewegung gering und gleichartig.Around from the orthogonal linear movements Y and the spindle movements X again to reach the relative movement R, the oblique runs, These two components of movement are skilfully superimposed. The still remaining error angle is due to the bisector as a direction of relative motion low and similar.
In
einer weiteren, erfindungsgemäßen Variante
wird vorgeschlagen, die Relativbewegung R durch die Überlagerung
der Linearbewegung Y und einer Rotationsbewegung der Werkzeugmagazinscheibe
So
wie die Anordnungen von
In
Um
zu erreichen, daß das
Ein- und Auswechseln der Werkzeuge, insbesondere in den Ausgestaltungen
nach
Des
Weiteren sieht die Erfindung vor, daß die Haltevorrichtung als
Haltesichel
Das
Bearbeitungswerkzeug
Auch
die Endbereiche
Die
Haltesichel
Das
hier realisierte Fehlwinkelfeld
Um
das beliebige Einführen
des Bearbeitungswerkzeuges
Soweit eine Spindel beschrieben worden ist, ist dies gleichzusetzen mit einer Arbeitsspindel.So far a spindle has been described, this is equivalent to a work spindle.
Die jetzt mit der Anmeldung und später eingereichten Ansprüche sind Versuche zur Formulierung ohne Präjudiz für die Erzielung weitergehenden Schutzes.The now with the registration and later submitted claims are attempts to formulate without prejudice to the achievement of further protection.
Sollte sich hier bei näherer Prüfung, insbesondere auch des einschlägigen Standes der Technik, ergeben, daß das eine oder andere Merkmal für das Ziel der Erfindung zwar günstig, nicht aber entscheidend wichtig ist, so wird selbstverständlich schon jetzt eine Formulierung angestrebt, die ein solches Merkmal, insbesondere im Hauptanspruch, nicht mehr aufweist.Should closer here Exam, especially the relevant State of the art, revealed that one or the other feature for the Although the aim of the invention is favorable, but not crucial, so it goes without saying now seeking a formulation that has such a feature, in particular in the main claim, no longer has.
Die in den abhängigen Ansprüchen angeführten Rückbeziehungen weisen auf die weitere Ausbildung des Gegenstandes des Hauptanspruches durch die Merkmale des jeweiligen Unteranspruches hin. Jedoch sind diese nicht als ein Verzicht auf die Erzielung eines selbständigen, gegenständlichen Schutzes für die Merkmale der rückbezogenen Unteransprüche zu verstehen.The in the dependent claims cited The antecedents point to the further development of the subject of the main claim through the features of the respective subclaim. However, they are not as a waiver of the achievement of an independent, subject Protection for to understand the features of the dependent claims.
Merkmale, die bislang nur in der Beschreibung offenbart wurden, können im Laufe des Verfahrens als von erfindungswesentlicher Bedeutung, zum Beispiel zur Abgrenzung vom Stand der Technik beansprucht werden.Features that have so far been disclosed only in the description may be in the course of the process as of essential importance to the invention, for example to delineate the prior art be be claimed.
Merkmale, die nur in der Beschreibung offenbart wurden, oder auch Einzelmerkmale aus Ansprüchen, die eine Mehrzahl von Merkmalen umfassen, können jederzeit zur Abgrenzung vom Stande der Technik in den ersten Anspruch übernommen werden, und zwar auch dann, wenn solche Merkmale im Zusammenhang mit anderen Merkmalen erwähnt wurden beziehungsweise im Zusammenhang mit anderen Merkmalen besonders günstige Ergebnisse erreichen.Characteristics, which were disclosed only in the description, or even individual features from claims, which include a plurality of features, at any time for delimitation are taken over from the prior art in the first claim, namely even if such features are related to other characteristics were mentioned or in connection with other characteristics in particular favorable Achieve results.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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OM8 | Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law | ||
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |